ISEL - Engenharia Biomédica - Dissertações de Mestrado
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Percorrer ISEL - Engenharia Biomédica - Dissertações de Mestrado por Domínios Científicos e Tecnológicos (FOS) "Ciências Médicas::Outras Ciências Médicas"
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- Desenvolvimento de dispositivos em aço inoxidável por fabrico aditivo, para aplicação ortopédicaPublication . Casimiro, Pedro Tomás Alvarez Ferreira; Calado, Cecília Ribeiro da Cruz; Rodrigues, Maria Alexandra Sousa; Gouveia, Bárbara Perry AlvesCom o crescente interesse na tecnologia de fabrico aditivo, a avaliação da biocompatibilidade e das propriedades mecânicas dos materiais para aplicações médicas tornou-se crucial. Este estudo teve como objetivo investigar as propriedades mecânicas e a citotoxicidade de estruturas porosas giroide, honeycomb e triangular concebidas para potenciais aplicações ortopédicas. As estruturas foram fabricadas utilizando a tecnologia de fabrico por filamento fundido de metal (FFF) a partir de um filamento BASF Ultrafuse 316L. Este estudo demonstrou a importância e o impacto do design e da densidade das peças nas propriedades mecânicas das estruturas e na sua viabilidade celular. As estruturas que combinaram as melhores propriedades mecânicas e de biocompatibilidade foram as de preenchimento baixo e sem paredes, como a giroide 35% e a honeycomb 35%. Estas estruturas apresentaram tensões de cedência e módulos de elasticidade próximos dos requisitos mecânicos para o osso cortical e mantiveram boa viabilidade celular, com menor formação de resíduos.
- Desenvolvimento de um biossensor piezoelétrico para determinação de ácido úrico em amostras biológicas: prevenção e controlo da gota úricaPublication . Martins, Inês Filipa de Sousa; Silva, Nelson Alberto Frade da; Semedo, Magda Sofia Soares de Carvalho Cardoso NobreO presente trabalho versa o desenvolvimento de um biossensor piezoelétrico para a determinação do ácido úrico em amostras de urina na perspetiva do controlo e prevenção de gota úrica. A motivação principal deste trabalho prende-se com o desenvolvimento de uma metodologia alternativa aos procedimentos de diagnósticos estabelecidos, em particular um imunossensor piezoelétrico, para determinação precoce de ácido úrico na urina, caracterizada, essencialmente, por um procedimento simplificado, uma resposta rápida, pela possível reutilização e por um baixo custo associado. O elemento de reconhecimento biológico ou biorecetor do biossensor desenvolvido, consistiu em anticorpos policlonais contra o ácido úrico. Este elemento de reconhecimento foi imobilizado na superfície do transdutor selecionado para o biossensor desenvolvido que consistiu num cristal de quartzo, piezoelétrico, com 14 mm de diâmetro, recoberto com um elétrodo de ouro em ambas as superfícies e exibindo uma frequência de ressonância nativa de 10 MHz. Como complemento do sistema de transdução, foi utilizada uma microbalança de cristal de quartzo, a qual permitiu a medição da variação da frequência de vibração do cristal piezoelétrico decorrente da ligação da espécie de interesse ao biorecetor. O procedimento de imobilização do biorecetor incluiu a preparação inicial de uma monocamada automontada de ácido 11-mercaptoundecanóico na superfície do sensor, ativada com uma mistura de N-Hidroxissuccinimida e 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida. As condições experimentais inerentes à formação da biocamada foram otimizadas com base numa análise de variância (ANOVA) de acordo com um planeamento fatorial do tipo 23. Neste sentido, foram estudados 3 fatores, designadamente a concentração de ácido 11-mercaptoundecanóico, a relação entre o 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida e o N-Hidroxissuccinimida e a diluição da solução de anticorpo comercial e 2 níveis para cada fator. Devido a limitações do planeamento, foram realizados alguns ensaios adicionais visando a otimização da resposta analítica biossensor e que versaram, nomeadamente, o efeito do tempo de ligação dos anticorpos policlonais à monocamada automontada e do tempo de incubação do antigénio ao biorecetor. Em termos da sua performance analítica, o biossensor desenvolvido exibiu um intervalo de resposta linear entre 10 mM e 500 mM de ácido úrico, uma sensibilidade de 0,578 Hz g-1 mL, um limite de deteção de 5,0 g/mL, um limite de quantificação de 18,0 g/mL e um tempo de resposta de ~20min. O biossensor desenvolvido foi utilizado na determinação da concentração de ácido úrico em amostras de urina fortificadas com uma solução de antigénio comercial. Obteve-se um erro relativo inferior a 10% para todas as concentrações de controlo, nomeadamente 20 g/mL, 75 g/mL e 150 g/mL de ácido úrico, o que traduz uma exatidão bastante significativa das medidas efetuadas.
- Effects of listening to music on patients who undergo bone scintigraphyPublication . Boal, Maria Ferreira; Vieira, Lina da Conceição Capela Oliveira; Guerreiro, Tiago João VieiraAbstract Problem definition: One of the most relevant oncology diseases is breast cancer, with an incidence of 12.0% in Portugal in 2018. Breast Cancer has a high rate of bone metastasis, so patients undergo bone scintigraphy for the detection of bone metastases due to its high sensitivity. Although this exam is almost routine for these patients, they still feel anxiety when they undergo it. There are many methods of reducing anxiety described in the literature, the most studied being listening to music. To our best knowledge, a study assessing whether listening to music contributes to anxiety reduction in patients undergoing bone scintigraphy has not yet been carried out. Aim: This study aims to evaluate the effect of listening to music during bone scintigraphy on the level of anxiety in patients with breast cancer. Methodologies: Exploratory, quasi-experimental study where 15 participants were included in the control group and 15 in the experimental group. Both underwent bone scintigraphy. The patients included in the experimental group listened to music during the image acquisition while the ones included in the control group did not. All patients answered to the pre-exam and post-exam questionnaires, as well as the State-Trait Anxiety Inventory questionnaire before scan and after scan, and physiological measures were also measured pre-exam and post-exam. Wrist accelerometers were used four days before the exam. Results: Our results show that blood pressure values were elevated pre- and post-exam and that STAI scores decreased after the exam in both groups. We also established statistically significant differences post-exam between the groups in relation to heart rate and oxygen saturation in the blood. Additionally, with statistical significance, a strong correlation between STAI pre-scan and diastolic blood pressure for the control group, and a moderate correlation between STAI post-scan and respiratory rate for the experimental group were discovered. Furthermore, we found that the day before the exam participants have more sleepy periods during the day and stay in these periods for a longer duration compared with the other days. Conclusion: In conclusion, listening to music to reduce patients' anxiety during bone scans seems to be a good method, considering that patients who reported feeling anxious in the experimental group, mostly stated that listening to music helped reduce anxiety and that STAI scores and systolic blood pressure decreased after the intervention.
- Impressão 3D de estruturas híbridas de base biopolimérica com propriedades antimicrobianasPublication . Patornilo, Mariana Sofia Coelho; Sousa, Ana Catarina Cardoso de; Bragança, Ivo Manuel Ferreira deCom o advento dos materiais naturais e biocompatíveis, novas possibilidades surgiram para as indústrias farmacêutica e dos dispositivos médicos e, atualmente, muitas dessas macromoléculas são utilizadas no desenvolvimento de novos produtos. A biocompatibilidade e não toxicidade são propriedades chave para que diferentes biopolímeros possam ser utilizados em aplicações médicas. No caso particular de sistemas de libertação de fármacos ou substâncias biologicamente ativas a taxa de libertação do composto ativo é, também, um parâmetro chave. Grande parte destes materiais usados para a libertação controlada, são constituídos por matrizes de base biopolimérica, visto estes se mostrarem versáteis e promissores, demonstrando ser capazes e apropriados para controlar a libertação e sustentar a ação terapêutica ao longo do tempo. Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido de forma a cumprir dois objetivos principais: 1) Produção de materiais híbridos biocompatíveis, em filme e peças 3D, fabricados com resinas naturais, derivadas do óleo de soja, e com álcool polivinílico de forma a estudar o modelo de libertação de diferentes compostos terapêuticos, disponibilizados comercialmente, nomeadamente o ácido acetilsalicílico, o paracetamol, o diclofenaco e a tetraciclina; 2) Produção de filmes de resina, derivada do óleo de soja, dopados com compostos da família das naftoquinonas, com potenciais propriedades antimicrobianas. No cumprimento do primeiro objetivo verificou-se que, para todas as matrizes estudadas, a taxa de libertação dos compostos ativos mostrou-se dependente da massa molecular do composto incorporado, tendo-se obtido valores mais elevados de libertação, em menor tempo, para os compostos com menor massa molecular. No cumprimento do segundo objetivo verificou-se que, apesar dos compostos estudados terem revelado ação antimicrobiana, os respetivos materiais híbridos produzidos não apresentaram a libertação esperada.
- Sistema automático de análise da qualidade técnica da radiografia frontal do tóraxPublication . Moura, Ivone Cidade de; Ribeiro, Ricardo TeresaA radiografia do tórax permanece uma pedra angular da imagiologia de diagnóstico em todo o mundo. A sua capacidade de fornecer informações diagnósticas críticas, especialmente nas patologias pneumológicas, combinada com a acessibilidade, relação custo-eficácia e resultados rápidos, realça o seu papel insubstituível nos cuidados de saúde globais. Na radiografia do tórax, o correto posicionamento do paciente e a desprojeção das omoplatas é essencial. A sobreposição aos pulmões pode ocultar detalhes cruciais, potencialmente enganadores para médicos novatos e estudantes de radiologia. Garantir uma técnica de aquisição de imagem clara é fundamental para a deteção precisa de anomalias pulmonares. Ao tirar partido das capacidades da inteligência artificial (IA), este projeto visa desenvolver um modelo para detetar e segmentar a sobreposição da omoplata ao pulmão na radiografia frontal do tórax. Recorreu-se ao dataset público de radiografia do tórax do NIH, onde os 28.868 pacientes únicos com imagens de radiografia do tórax foram pré-processados. Posteriormente, um modelo PSPNet pré-treinado da biblioteca Torchxrayvision phyton foi utilizado para segmentar as principais estruturas anatómicas identificadas num exame de radiografia do tórax frontal. O algoritmo detetou a omoplata em 99.8% dos exames, sendo que 40% apresentaram sobreposição da omoplata. Verificou-se uma relação linear moderada, R=0.673, p<0.05, entre os lados esquerdo e direito, sugerindo um aumento simultâneo nas percentagens de sobreposição. Conclui-se que algoritmo desenvolvido deteta com eficácia a sobreposição da omoplata nas imagens de radiografia do tórax frontal, tornando-o numa valiosa ferramenta educacional e de controlo de qualidade da imagem. A sua sobreposição, muitas vezes mínima, denota a importância crucial do rigor da técnica de posicionamento por parte dos técnicos superiores de radiologia.